DE10029109B4 - metal halide - Google Patents

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Abstract

Metallhalogenidlampe, welche aufweist:
einen Entladungsbehälter (20), der einen im Wesentlichen ellipsenförmigen Entladungsraum (20a) aufweist;
ein Paar von Elektroden (26A, B), die in den Entladungsbehälter (20) eingebettet sind, wobei eine Spitze (A, B) jeder Elektrode in den Entladungsraum (20a) hin vorspringt; und
wobei der Entladungsraum (20a) zumindest Quecksilber, ein Startergas und ein Metallhalogenid enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge an Metallhalogenid, die pro Volumeneinheit des Entladungsraums eingeschlossen ist, in einem bestimmten Bereich liegt, der nicht größer ist als 0,01 mg/μl, wodurch ein Erlöschen der Metallhalogenidlampe verhindert wird,
das Volumen des Entladungsraums zumindest 20 μl und nicht mehr als 50 μl beträgt, und dass
das Verhältnis von L zu P innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 0,1 mm/W liegt, wobei L die Entfernung von der Spitze jeder der Elektroden zu einem Ort auf einer inneren Oberfläche des Entladungsbehälters ist, der in dessen unterstem Bereich in...Metal halide lamp comprising
a discharge vessel (20) having a substantially elliptical discharge space (20a);
a pair of electrodes (26A, B) embedded in the discharge vessel (20), a tip (A, B) of each electrode projecting into the discharge space (20a); and
wherein the discharge space (20a) contains at least mercury, a starting gas and a metal halide,
characterized in that
the amount of metal halide included per unit volume of the discharge space is in a certain range not larger than 0.01 mg / μl, thereby preventing extinction of the metal halide lamp,
the volume of the discharge space is at least 20 .mu.l and not more than 50 .mu.l, and that
the ratio of L to P is within a range of 0.05 to 0.1 mm / W, where L is the distance from the tip of each of the electrodes to a location on an inner surface of the discharge vessel which is in its lowest region in FIG. ..

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallhalogenidlampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die für den typischen Einsatz als Lichtquelle in Fahrzeugscheinwerfern geeignet ist.The The present invention relates to a metal halide lamp according to the preamble of claim 1, which is for the typical use as a light source in vehicle headlights suitable is.

Eine solche Metallhalogenidlampe wird nachfolgend im Zusammenhang mit der 5 näher erläutert werden.Such a metal halide lamp will be described below in connection with 5 be explained in more detail.

Aus der Druckschrift DE 39 04 926 C2 ist bereits ein Beleuchtungssystem für Autoscheinwerfer bekannt, wobei die Metallhalogenidmenge in einem Bereich von 2 bis 12 mg liegt. Der Elektrodenabstand liegt in einem Bereich von 2 bis 4 mm und der Glaskolben ist ein länglicher Körper mit einer Länge zwischen 15 bis 40 mm mit Halsteilen mit einem Durchmesser im Bereich von 2 bis 5 mm und einem kolbenförmigen Teil mit einem Mittelteil mit einem Durchmesser von 6 mm bis 15 mm.From the publication DE 39 04 926 C2 Already a lighting system for car headlights is known, wherein the metal halide amount is in a range of 2 to 12 mg. The electrode spacing is in a range of 2 to 4 mm, and the glass bulb is an elongate body of 15 to 40 mm in length with neck portions of 2 to 5 mm in diameter and 6 in diameter in the center of a piston portion mm to 15 mm.

Aus der Druckschrift DE 32 10 809 C2 ist eine Miniaturhochdruckentladungslampe bekannt mit einem Entladungsraum zwischen 110 μl und 190 μl mit einer Menge von Metallhalogenid von 4,04 mg.From the publication DE 32 10 809 C2 is a miniature high pressure discharge lamp known with a discharge space between 110 .mu.l and 190 .mu.l with a metal halide amount of 4.04 mg.

Aus der Druckschrift DE 43 08 217 A1 ist eine Lichtbogenröhre einer Entladungslampe bekannt, mit einer Metallhalogenidkonzentration von 6 × 103 bis 12 × 103 mg/μl.From the publication DE 43 08 217 A1 For example, an arc tube of a discharge lamp is known, with a metal halide concentration of 6 × 10 3 to 12 × 10 3 mg / μl.

Aus der Druckschrift US 4 634 927 ist eine Metallhalogenidlampe bekannt mit einer Metallhalogenidkonzentration von 10 bis 40 mg/cm3.From the publication US 4,634,927 is a metal halide lamp known with a metal halide concentration of 10 to 40 mg / cm 3 .

Aus der Druckschrift US 4 387 319 ist schließlich eine Entladungslampe bekannt mit einem Volumen von 0,11 bis 0,19 cm3 und mit einer Metallhalogenidkonzentration von 0,0058 g/cm3 bis 0,058 g/cm3.From the publication US 4,387,319 Finally, a discharge lamp is known with a volume of 0.11 to 0.19 cm 3 and with a metal halide concentration of 0.0058 g / cm 3 to 0.058 g / cm 3 .

Infolge ihrer Fähigkeit, eine Beleuchtung mit hoher Leuchtdichte zur Verfügung zu stellen, werden in immer stärkerem Maße Metallhalogenidlampen heutzutage als Lichtquelle bei Fahrzeugscheinwerfern und anderen Anwendungen eingesetzt.As a result their ability To provide a high luminance lighting are in ever stronger Dimensions of metal halide lamps nowadays as a light source for vehicle headlights and other applications used.

Die Konstruktion einer herkömmlichen Metallhalogenidlampe für den typischen Einsatz bei Fahrzeugscheinwerfern ist in 5 dargestellt. Sie weist einen Entladungsbehälter 104 auf, der einen im wesentlichen ellipsenförmigen Entladungsraum 102 bildet, der in Längsrichtung verläuft, sowie ein Paar von Elektroden 106A, 106B, die in den Entladungsbehälter 104 an den engsten Endabschnitten des Entladungsraums 102 eingebettet sind. Die Spitzen der Elektroden 106A, 106B springen in den Entladungsraum 102 vor. Quecksilber, ein Startergas und ein Metallhalogenid sind in dem Entladungsraum 102 eingeschlossen.The construction of a conventional metal halide lamp for typical automotive headlamp use is known in U.S. Pat 5 shown. It has a discharge tank 104 on, which has a substantially elliptical discharge space 102 forms, which runs in the longitudinal direction, and a pair of electrodes 106A . 106B placed in the discharge tank 104 at the narrowest end portions of the discharge space 102 are embedded. The tips of the electrodes 106A . 106B jump into the discharge room 102 in front. Mercury, a starter gas and a metal halide are in the discharge space 102 locked in.

Das Metallhalogenid ist zu dem Zweck vorgesehen, um den Lampenwirkungsgrad und die Farbausbeute zu erhöhen. Die Menge an vorgesehenem Metallhalogenid ist so gewählt, dass ein vorbestimmter Lichtstrom und eine vorbestimmte Lichtfarbe zur Verfügung gestellt werden, wobei sichergestellt wird, dass keine zu große Menge das Leuchtintensitätsverteilungsmuster beeinträchtigt. Genauer gesagt sollte, wenn der Entladungsraum 102 ein Fassungsvermögen von etwa 30 μl aufweist, die Menge an vorgesehenem Metallhalogenid im Bereich von etwa 0,45 bis 0,6 mg liegen (zwischen etwa 0,015 bis etwa 0,02 mg/μl, wenn die Berechnung für die pro Volumeneinheit vorgesehene Menge vorgenommen wird).The metal halide is provided for the purpose of increasing lamp efficiency and color yield. The amount of metal halide provided is selected to provide a predetermined luminous flux and a predetermined color of light while ensuring that too large an amount does not affect the luminous intensity distribution pattern. More specifically, if the discharge space 102 has a capacity of about 30 μl, the amount of metal halide provided is in the range of about 0.45 to 0.6 mg (between about 0.015 to about 0.02 mg / μl, when the calculation is made for the volume per unit volume ).

Ein Problem bei der voranstehend geschilderten, herkömmlichen Metallhalogenidlampe besteht darin, dass der Lichtbogen häufig erlischt, nachdem die Lampe eingeschaltet wurde.One Problem with the above-described conventional metal halide lamp is that the arc often goes out after the Lamp was turned on.

Wenn die Lampe nicht eingeschaltet ist, wird Metallhalogenid 108, wie dies in 5 gezeigt ist, in dem untersten Bereich der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 104 abgelagert, also in der Mitte zwischen den engen Endabschnitten des Entladungsbehälters 104. Das Metallhalogenid 108 verdampft, wenn die Lampe eingeschaltet wird. Wenn die Menge an Metallhalogenid 108, die in dem Entladungsraum 102 eingeschlossen ist, im Vergleich zum Volumen des Entladungsraums 102 zu groß ist, befindet sich das Metallhalogenid 108, das in dem untersten Bereich der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 104 abgelagert wurde, sehr nahe an den Elektroden 106A, 106B. Selbst wenn eine hohe Spannung über diese Elektroden angelegt wird, neigt ein Abschnitt des Lichtbogens, der sich zwischen den Elektroden 106A, 106B ausbildet, dazu, sich zum Metallhalogenid 108 hin zu bewegen, anstatt anzuwachsen, bis er die beiden Elektroden 106A, 106B überbrückt. Wenn dieser ”Kurzschluss” auftritt, nimmt die effektive Impedanz zwischen den Elektroden 106A, 106B in solchem Ausmaß zu, dass der Lichtbogen nicht wächst, sondern erlöscht.When the lamp is not turned on, it becomes metal halide 108 like this in 5 is shown in the lowermost region of the inner surface of the discharge vessel 104 deposited, ie in the middle between the narrow end portions of the discharge vessel 104 , The metal halide 108 evaporates when the lamp is turned on. When the amount of metal halide 108 in the discharge room 102 is included, compared to the volume of the discharge space 102 is too large, there is the metal halide 108 located in the lowermost region of the inner surface of the discharge vessel 104 was deposited, very close to the electrodes 106A . 106B , Even if a high voltage is applied across these electrodes, a portion of the arc that stretches between the electrodes will tend 106A . 106B to form, to the metal halide 108 to move towards, instead of growing, until he has the two electrodes 106A . 106B bridged. When this "short circuit" occurs, the effective impedance between the electrodes decreases 106A . 106B To such an extent that the arc does not grow, but dies out.

Daher schaltet sich die herkömmliche Metallhalogenidlampe häufig nicht sofort beim Anlegen einer Hochspannung zwischen den Elektroden 106A, 106B ein, und die herkömmliche Metallhalogenidlampe muss mehrfach gezündet werden, um einzuschalten. Dies ist ungünstig, wenn die Metallhalogenidlampe bei Fahrzeugscheinwerfern und anderen Anwendungen eingesetzt werden soll, die sofort eine Beleuchtung zur Verfügung stellen müssen.Therefore, the conventional metal halide lamp often does not switch immediately upon application of a high voltage between the electrodes 106A . 106B and the conventional metal halide lamp must be fired several times to turn on. This is unfavorable when the metal halide lamp is to be used in vehicle headlights and other applications that need to provide lighting immediately.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Umstände entwickelt, und ihre Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Metallhalogenidlampe, die gegen Erlöschen ihres Lichtbogens geschützt ist, nachdem sie eingeschaltet wurde.The present invention has been developed in consideration of these circumstances, and its object is to provide a metal halide lodge lamp protected against extinction of its arc after it has been switched on.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention this Problem solved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den unteranspruchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die spezielle Zusammensetzung des ”Startergases”, das bei der Erfindung verwendet werden soll, ist nicht irgendwie eingeschränkt. Xenon und Argon stellen geeignete Startergase dar.The special composition of the "starter gas", which at of the invention is not limited in any way. xenon and argon are suitable starter gases.

Auch die spezifische Zusammensetzung des Metallhalogenids, das bei der Erfindung eingesetzt werden soll, ist nicht speziell eingeschränkt. Halogenide derartiger Metalle wie Thallium, Natrium, Indium und Scandium, sowie Mischungen aus diesen Substanzen, sind zum Einsatz als derartige Metallhalogenide geeignet.Also the specific composition of the metal halide used in the Invention is not particularly limited. halides such metals as thallium, sodium, indium and scandium, as well as Mixtures of these substances are for use as such Metal halides suitable.

Wie voranstehend geschildert, zeichnet sich die Metallhalogenidlampe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Metallhalogenid in dem im wesentlichen ellipsenförmigen Entladungsraum zusammen mit Quecksilber und dem Startergas eingeschlossen ist, dadurch aus, dass die Menge an Metallhalogenid, die pro Volumeneinheit des Entladungsraums eingeschlossen ist, vorzugsweise auf dem Bereich von 0,006 bis 0,01 mg/μl eingestellt ist.As described above, the metal halide lamp stands out according to a preferred embodiment of the present invention in which the metal halide in the essentially elliptical Discharge space included with mercury and the starter gas is, characterized in that the amount of metal halide, per unit volume of the discharge space, preferably on the area from 0.006 to 0.01 mg / μl is set.

Wenn die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, 0,01 mg/μl nicht überschreitet, gelangt die Ablagerung des Metallhalogenids auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters in dem untersten Bereich in der Mitte zwischen dessen rechter und linker Seite nicht nahe genug an die beiden Elektroden heran, um einen ”Kurzschluß” hervorzurufen. Hierdurch wird das Erlöschen des Lichtbogens nach dem Einschalten der Lampe verhindert. Wenn die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, kleiner ist als 0,006 mg/μl, kann jedoch die Metallhalogenidlampe nicht mehr den gewünschten Lichtstrom und die gewünschte Lichtfarbe erzeugen.If the amount of metal halide trapped in the discharge space is not exceeding 0,01 mg / μl, the deposition of the metal halide on the inner surface of the discharge container in the lowest area in the middle between its right and left side not close enough to the two electrodes to to cause a "short circuit". This will extinguish of the arc after switching on the lamp prevented. If the amount of metal halide trapped in the discharge space is less than 0.006 mg / μl, However, the metal halide lamp is no longer the desired Luminous flux and the desired Create light color.

Daher erzeugt die Metallhalogenidlampe gemäß der Erfindung, bei welcher das Metallhalogenid in dem Entladungsraum in einer Menge von 0,006 bis 0,01 mg/μl eingeschlossen ist, den gewünschten Lichtstrom und die gewünschte Lichtfarbe, und verhindert dennoch erfolgreich das Erlöschen eines Lichtbogens nach dem Einschalten der Lampe.Therefore produces the metal halide lamp according to the invention, in which the metal halide in the discharge space in an amount of 0.006 to 0.01 mg / μl is included, the desired luminous flux and the desired one Light color, and yet successfully prevents the extinction of an arc after switching on the lamp.

Es ist eine Bemerkung über den voranstehend angegebenen Bereich für die Menge an Metallhalogenid angebracht, die in dem Entladungsraum pro Volumeneinheit eingeschlossen sein soll. Unter gewissen Umständen, beispielsweise dann, wenn der Entladungsraum eine extrem längliche Ellipse darstellt, kann die Ablagerung des Metallhalogenids auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen seiner rechten und linken Seite zu nahe an die Elektroden gelangen, selbst wenn der voranstehend angegebene Bereich eingehalten wird.It is a comment about the above range for the amount of metal halide attached, which included in the discharge space per unit volume should be. Under certain circumstances, For example, if the discharge space is an extremely elongated Ellipse represents the deposition of metal halide on the inner surface of the discharge vessel in its lowest area in the middle between its right and left left side too close to the electrodes, even if the above range is observed.

Bei der Erfindung ist die Entfernung L von der Position der Spitze jeder Elektrode bis zur Position auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen seinen engen Endabschnitten, zusammen mit der Eingangsleistung P für die Metallhalogenidlampe, so eingestellt, dass das Verhältnis L/P im Bereich von 0,05 bis 0,1 mm/W liegt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Ablagerung des Metallhalogenids auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen seinen engen Endabschnitten nicht zu nahe an eine der Elektroden gelangt.at the invention is the distance L from the position of the tip of each Electrode to the position on the inner surface of the discharge container in its lowest area in the middle between its narrow end sections, together with the input power P for the metal halide lamp, adjusted so that the ratio L / P is in the range of 0.05 to 0.1 mm / W. This will ensure that the deposition of the metal halide on the inner surface of the discharge container in its lowest area in the middle between its narrow end sections not too close to one of the electrodes.

Wenn das Verhältnis L/P größer ist als 0,1 mm/W, ist die Entfernung zwischen jeder Elektrode und der Position auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters in dessen unterstem Abschnitt in der Mitte zwischen seinem engen Endabschnitt sehr groß. Selbst wenn die Lampe eingeschaltet ist, steigt daher die Temperatur an dieser Position nicht ausreichend stark an, um eine ausreichende Lichtemission hervorzurufen. Dann kann die Lampe wiederum nicht den gewünschten Lichtstrom und die gewünschte Lichtfarbe erzeugen. Da die Eingangsleistung P im wesentlichen proportional zum Fassungsvermögen des Entladungsraums ist, hat das Verhältnis L/P den Vorteil, dass ein vernünftiger Indexwert, der an die Größe des Entladungsbehälters angepasst ist, zur Festlegung der Eingangsleistung verwendet wird.If The relationship L / P is larger 0.1 mm / W, is the distance between each electrode and the Position on the inner surface of the discharge tank in its lowest section in the middle between its narrow End section very large. Even when the lamp is on, therefore, the temperature rises at this position is not strong enough to a sufficient To cause light emission. Then the lamp can not turn the desired Luminous flux and the desired light color produce. Since the input power P is substantially proportional to the capacity of the Discharge space is, the ratio L / P has the advantage that a reasonable one Index value adjusted to the size of the discharge vessel is used to determine the input power.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to drawings explained in more detail, from which further benefits and features emerge. Show it:

1 einen Längsschnitt durch einen Entladungslampenkolben mit einer Metallhalogenidlampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a longitudinal section through a discharge lamp bulb with a metal halide lamp according to an embodiment of the invention;

2 eine vergrößerte Darstellung des mit II in 1 bezeichneten Bereichs; 2 an enlarged view of the II in 1 designated area;

3(a), wie ein Lichtbogen in der Metallhalogenidlampe gemäß der Erfindung wächst, nachdem diese eingeschaltet wurde; 3 (a) how an arc grows in the metal halide lamp according to the invention after it has been turned on;

3(b), wie ein Lichtbogen in einer herkömmlichen 3 (b) like an arc in a conventional one

Metallhalogenidlampe wächst, nachdem diese eingeschaltet wurde;metal halide grows, after it has been turned on;

4 ein Diagramm mit einer Darstellung der beobachteten Beziehung zwischen der Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, pro Volumeneinheit, und der Wahrscheinlichkeit für das erfolgreiche Einschalten der Metallhalogenidlampe; und 4 FIG. 4 is a graph showing the observed relationship between the amount of metal halide trapped in the discharge space per unit volume and the likelihood of successfully turning on the metal halide lamp; FIG. and

5 eine Metallhalogenidlampe nach dem Stand der Technik. 5 a metal halide lamp according to the prior art.

1 ist ein Längsschnitt durch einen Entladungslampenkolben 10, der eine Metallhalogenidlampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des mit II in 1 bezeichneten Bereichs. 1 is a longitudinal section through a discharge lamp bulb 10 comprising a metal halide lamp according to an embodiment of the invention. 2 is an enlarged view of the II in 1 designated area.

Der Entladungslampenkolben 10 ist ein Lichtquellenkolben, der in einem Fahrzeugscheinwerfer angebracht werden soll, und weist, wie in 1 gezeigt ist, eine Lichtbogenrohreinheit 12 auf, die in Längsrichtung verläuft, und eine isolierte Steckereinheit 14, welche den hinteren Endabschnitt der Lichtbogenrohreinheit 12 an seinem Ort hält.The discharge lamp bulb 10 is a light source piston to be mounted in a vehicle headlamp, and has, as in 1 an arc tube unit is shown 12 extending longitudinally and an insulated plug unit 14 , which the rear end portion of the arc tube unit 12 holds in his place.

Die Lichtbogenrohreinheit 12 stellt eine einstückige Kombination einer Lichtbogenröhre 16, die aus der Metallhalogenidlampe besteht, und einer Abschirmröhre 18 dar, welche die Lichtbogenröhre 16 umgibt.The arc tube unit 12 represents an integral combination of an arc tube 16 consisting of the metal halide lamp and a shielding tube 18 representing the arc tube 16 surrounds.

Die Lichtbogenröhre 16 besteht aus einem Körper 20, der aus einem Quarzglasrohr in Form eines schlanken Zylinders ausgeformt wurde, und einem Paar von Elektrodenanordnungen 22A, 22B, die in den Körper 20 entlang dessen Längsachse eingebettet sind. Vorzugsweise wird die Eingangsleistung für die Lichtbogenröhre 16 auf 35 W eingestellt.The arc tube 16 consists of a body 20 formed of a quartz glass tube in the form of a slender cylinder and a pair of electrode assemblies 22A . 22B that are in the body 20 embedded along its longitudinal axis. Preferably, the input power for the arc tube 16 set to 35W.

Der Lichtbogenröhrenkörper 20 weist im Zentrum einen im wesentlichen ellipsenförmigen Entladungsbehälter 20a auf, und Quetschdichtungsabschnitte 20b1 und 20b2, die auf der einen bzw. der anderen Seite des Entladungsbehälters 20a vorgesehen sind. Ein im wesentlichen ellipsenförmiger Entladungsraum 24 ist innerhalb des Entladungsbehälters 20a so vorgesehen, daß er in Längsrichtung innerhalb des Entladungsbehälters 20a verläuft.The arc tube body 20 has in the center a substantially elliptical discharge container 20a on, and pinch seal sections 20b1 and 20b2 located on one side or the other of the discharge container 20a are provided. A substantially elliptical discharge space 24 is inside the discharge tank 20a provided so as to be longitudinally inside the discharge container 20a runs.

Die Elektrodenanordnung 22A (oder 22B) besteht aus einer Stangenelektrode 26A (oder 26B) und einem Leitungsdraht 28A (oder 28B), die mit Hilfe einer Molybdänfolie 30A (oder 30B) verbunden sind und an ihrem Ort gehalten werden, und ist durch Quetschdichtung in dem Quetschdichtungsabschnitt 20b1 (oder 20b2) des Lichtbogenröhrenkörpers 20 abgedichtet. Die Molybdänfolien 30A, 30B sind vollständig in die Quetschdichtungsabschnitte 20b1, 20b2 eingebettet, aber die Abschnitte an der Spitze der Elektroden 26A, 26B springen in den Entladungsraum 24 von entgegengesetzten Seiten so vor, daß sie einander gegenüberliegen.The electrode arrangement 22A (or 22B ) consists of a rod electrode 26A (or 26B ) and a conductor wire 28A (or 28B ) using a molybdenum foil 30A (or 30B ) and held in place by pinch seal in the pinch seal portion 20b1 (or 20b2 ) of the arc tube body 20 sealed. The molybdenum foils 30A . 30B are completely in the pinch seal sections 20b1 . 20b2 embedded, but the sections at the top of the electrodes 26A . 26B jump into the discharge room 24 from opposite sides so that they face each other.

Der Entladungsraum 24 hat ein Fassungsvermögen von etwa 20 bis 50 μl. In dem Entladungsraum 24 sind eingeschlossen Quecksilber zur Aufrechterhaltung einer Entladung zwischen den Spitzen der Elektroden 26A, 26B, ein Startergas zur Unterstützung der Erzeugung einer Entladung, und ein Metallhalogenid für einen erhöhten Lampenwirkungsgrad und eine erhöhte Farbausbeute.The discharge space 24 has a capacity of about 20 to 50 μl. In the discharge room 24 include mercury to maintain a discharge between the tips of the electrodes 26A . 26B , a starter gas to aid in the generation of a discharge, and a metal halide for increased lamp efficiency and increased color yield.

Die Menge an Quecksilber, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, liegt im Bereich von 0,5 bis 1,0 mg. Xenon als Inertgas wird als Startergas bei einem Druck von etwa 4 bis 8 Atmosphären eingesetzt. Das Metallhalogenid besteht aus Natriumiodid und Scandiumiodid, die in einem Gewichtsverhältnis von etwa 4:1 bis etwa 7:3 gemischt sind. Die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, ist auf den Bereich von 0,18 bis 0,3 mg eingestellt (auf 0,006 bis 0,01 mg/μl bei einer Berechnung der eingeschlossenen Menge pro Volumeneinheit).The Amount of mercury trapped in the discharge space, is in the range of 0.5 to 1.0 mg. Xenon as an inert gas is called Starter gas used at a pressure of about 4 to 8 atmospheres. The metal halide consists of sodium iodide and scandium iodide, in a weight ratio from about 4: 1 to about 7: 3. The amount of metal halide, which is included in the discharge space is on the area from 0.18 to 0.3 mg (to 0.006 to 0.01 mg / μl at one Calculation of the amount trapped per unit volume).

Das Metallhalogenid wir in Form von Pellets in dem Entladungsraum 24 eingeschlossen. Beim Einschalten der Lampe verdampfen die Pellets. Ist die Lampe ausreichend lange ausgeschaltet, sinkt die Temperatur in dem Entladungsraum 24 ab, und das Metallhalogeniod wird lässig und lagert sich auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a an dessen unterster Position in der Mitte zwischen den engen Endabschnitten des Behälters ab, wie dies durch die Metallhalogenidablagerung 32 in 2 angedeutet ist (dies stellt auch den kältesten Ort des Entladungsraums 24 dar).The metal halide is in the form of pellets in the discharge space 24 locked in. When the lamp is switched on, the pellets evaporate. If the lamp is switched off for a sufficiently long time, the temperature in the discharge space drops 24 and the metal haloiodo becomes slack and deposits on the inner surface of the discharge vessel 20a at its lowest position in the middle between the narrow end portions of the container, as by the Metallhalogenidablagerung 32 in 2 is indicated (this also represents the coldest place of the discharge space 24 group).

In 2 ist mit C die unterste Position der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a bezeichnet, die in der Mitte zwischen dessen engen Endabschnitten liegt. Sie ist auch von der Position A der Spitze (oder B) der Elektrode 26A (oder 26B) um eine Entfernung L beabstandet, die im Bereich von 1,75 bis 3,5 mm liegt (0,05 bis 0,1 mm/W auf der Grundlage des Verhältnisses L/P, wobei – wie erwähnt – P die Eingangsleistung der Lichtbogenröhre 16 ist).In 2 C is the lowest position of the inner surface of the discharge vessel 20a referred to, which lies in the middle between its narrow end portions. It is also from the position A of the tip (or B) of the electrode 26A (or 26B ) is spaced by a distance L ranging from 1.75 to 3.5 mm (0.05 to 0.1 mm / W on the basis of the ratio L / P, where - as mentioned - P is the input power of the arc tube 16 is).

Nunmehr wird der Wirkungsmechanismus der Metallhalogenidlampe gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.Now becomes the mechanism of action of the metal halide lamp according to the present embodiment described.

3(a) zeigt, wie ein Lichtbogen in der Metallhalogenidlampe gemäß der Ausführungsform wächst, nachdem dieser eingeschaltet wurde. 3(b) zeigt, wie ein Lichtbogen in einer Vergleichs-Metallhalogenidlampe wächst, nachdem diese eingeschaltet wurde. Bei der zum Vergleich eingesetzten Metallhalogenidlampe lag die Menge des Metallhalogenids, das in dem Entladungsraum 24 eingeschlossen ist, oberhalb von 0,01 mg/μl. 3 (a) shows how an arc grows in the metal halide lamp according to the embodiment after it has been turned on. 3 (b) shows how an arc grows in a comparative metal halide lamp after the was turned on. In the metal halide lamp used for comparison, the amount of the metal halide in the discharge space was 24 is included, above 0.01 mg / μl.

Wie aus 3(a) hervorgeht, fließt, wenn eine hohe Spannung zwischen den beiden Elektroden 26A, 26B angelegt wird, ein starker negativer Strom temporär, jedoch fließt bald ein positiver Strom zwischen den beiden Elektroden 26A, 26B. Danach fließt ein vorbestimmter Strom auf stabile Art und Weise. Dies führt dazu, daß der Lichtbogen, der sich zwischen den Elektroden 26A, 26B entwickelt, einen stabilen Zustand erreicht.How out 3 (a) shows, when a high voltage flows between the two electrodes 26A . 26B is applied, a strong negative current temporarily, but soon flows a positive current between the two electrodes 26A . 26B , Thereafter, a predetermined current flows in a stable manner. This causes the arc that is between the electrodes 26A . 26B developed, achieved a stable state.

Gemäß 3(b) fließt, wenn eine zu große Menge an Metallhalogenid in dem Entladungsraum 24 eingeschlossen ist, temporär ein starker negativer Strom, und tritt dann ein positiver Stromfluß auf Der Lichtbogen erreicht jedoch keinen stabilen Zustand, sondern erlöscht stattdessen.According to 3 (b) flows when too much amount of metal halide in the discharge space 24 is temporarily trapped, a strong negative current, and then enters a positive current flow on the arc, however, does not reach a stable state, but goes out instead.

4 ist ein Diagramm, in welchem die beobachtete Beziehung zwischen der Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum 24 pro Volumeneinheit eingeschlossen ist, und der Wahrscheinlichkeit für ein erfolgreiches Einschalten der Metallhalogenidlampe dargestellt ist. 4 is a graph in which the observed relationship between the amount of metal halide present in the discharge space 24 per unit volume, and the likelihood of a successful turn on of the metal halide lamp is shown.

Offensichtlich betrug die Wahrscheinlichkeit für ein erfolgreiches Einschalten 100%, wenn die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum 24 pro Volumeneinheit eingeschlossen war, nicht mehr als 0,01 mg/μl betrug. Die Erfolgswahrscheinlichkeit sank jedoch drastisch ab, wenn dieser Wert überschritten wurde.Obviously, the probability of successful turn-on was 100% when the amount of metal halide present in the discharge space 24 per unit volume was not more than 0.01 mg / μl. However, the probability of success dropped drastically when this value was exceeded.

Wie aus 2 hervorgeht, gelangt dann, wenn die Menge an in dem Entladungsraum 24 pro Volumeneinheit eingeschlossenem Metallhalogenid 0,01 mg/μl überschreitet, die Metallhalogenidablagerung 32 auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen den engen Endabschnitten des Behälters sehr nahe an die Elektroden 26A, 26B. Dies führt dazu, daß ein Teil des sich ausbildenden Lichtbogens sich zum Metallhalogenid 32 hin bewegt, und die effektive Impedanz zwischen den Elektroden auf ein unerwünscht niedriges Niveau absinkt.How out 2 shows, then, when the amount of in the discharge space 24 per unit volume of metal halide included exceeds 0.01 mg / μl, the metal halide deposit 32 on the inner surface of the discharge vessel 20a in its lowest area in the middle between the narrow end portions of the container very close to the electrodes 26A . 26B , This causes part of the forming arc to become the metal halide 32 and the effective impedance between the electrodes decreases to an undesirably low level.

Daher wird die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum pro Volumeneinheit eingeschlossen ist, vorzugsweise auf 0,01 mg/μl oder weniger eingestellt, um ein erfolgreiches Einschaltete sicherzustellen. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn der Entladungsraum 24 weniger als 0,006 mg/μl an Metallhalogenid enthält, die Metallhalogenidlampe nicht mehr den gewünschten Lichtstrom oder die gewünschte Lichtfarbe erzeugen kann.Therefore, the amount of metal halide included in the discharge space per unit volume is preferably set to 0.01 mg / μl or less to ensure a successful turn-on. However, it should be noted that if the discharge space 24 Contains less than 0.006 mg / ul of metal halide, the metal halide lamp can no longer produce the desired luminous flux or the desired light color.

Die Metallhalogenidlampe, bei welcher das Metallhalogenid, das pro Volumeneinheit des Entladungsraums 24 in einer Menge von 0,006 bis 0,1 mg/μl eingeschlossen ist, verhindert das Erlöschen des Lichtbogens nach dem Einschalten der Lampe.The metal halide lamp in which the metal halide is the volume unit of the discharge space 24 is included in an amount of 0.006 to 0.1 mg / μl, prevents the extinction of the arc after switching on the lamp.

Eine Metallhalogenidlampe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist besonders gut zum Einsatz bei Fahrzeugscheinwerfern geeignet, die sofort ihren Betrieb aufnehmen müssen, wenn ihnen Eingangsleistung zugeführt wird.A Metal halide lamp according to the present invention embodiment is particularly suitable for use in vehicle headlights, which must immediately start their operation if they have input power supplied becomes.

Wie aus 2 hervorgeht, ist bei der Metallhalogenidlampe gemäß der vorliegenden Ausführungsform der unterste Ort C der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a, der sich in der Mitte zwischen dessen rechter und linker Seite befindet, von der Position A (oder B) der Spitze der Elektrode 26A (oder 26B) um die Entfernung L beabstandet. Diese Entfernung ist auf einen Wert eingestellt, der nicht kleiner ist als 1,75 mm. Wenn daher die Menge an Metllhalogenid, die in dem Entladungsraum 24 eingeschlossen ist, auf einen wert innerhalb des angegebenen Bereiches eingestellt wird, kann sichergestellt werden, daß die Ablagerung des Metallhalogenids 32 auf der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen der rechten und linken Seite des Behälters nicht zu nahe an eine der Elektroden 26A, 26B gelangt.How out 2 1, the lowest location C in the metal halide lamp according to the present embodiment is the inner surface of the discharge vessel 20a which is located midway between the right and left sides thereof, from the position A (or B) of the tip of the electrode 26A (or 26B ) spaced by the distance L. This distance is set to a value not smaller than 1.75 mm. Therefore, if the amount of metal halide present in the discharge space 24 is set to a value within the specified range, it can be ensured that the deposition of the metal halide 32 on the inner surface of the discharge vessel 20a in its lowest area in the middle between the right and left side of the container not too close to one of the electrodes 26A . 26B arrives.

Die Obergrenze für die Entfernung L beträgt 3,5 mm. Wenn die Entfernung L diesen Wert überschreitet, steigt die Temperatur am untersten Ort der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a nicht ausreichend an, um eine ausreichende Lichtemission hervorzurufen, so daß der gewünschte Lichtstrom und die gewünschte Lichtfarbe nicht erzeugt werden können. Die Obergrenze von 3,5 mm für die Entfernung L verhindert wirksam das Auftreten dieser Schwierigkeit.The upper limit for the distance L is 3.5 mm. When the distance L exceeds this value, the temperature at the bottom of the inner surface of the discharge vessel rises 20a not sufficient to cause sufficient light emission, so that the desired luminous flux and the desired light color can not be generated. The upper limit of 3.5 mm for the distance L effectively prevents the occurrence of this difficulty.

Vorzugsweise nimmt die Metallhalogenidlampe gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine Eingangsleistung von 35 W auf, wobei der Entladungsraum 24 ein Fassungsvermögen von etwa 30 μl aufweist. Dieselben Vorteile wie voranstehend beschrieben können bei Metallhalogenidlampen mit anderen Spezifikationen erreicht werden, wenn die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum 24 pro Volumeneinheit eingeschlossen ist, auf innerhalb des. Bereiches von 0,006 bis 0,01 mg/μl eingestellt wird, und die Entfernung L von der untersten Position C der inneren Oberfläche des Entladungsbehälters 20a zur Position A (oder B) der Spitze der Elektrode 26A (oder 26B) sowie die Eingangsleistung P für die Lichtbogenröhre 16 so eingestellt werden, daß das Verhältnis L/P so gewählt wird, daß es innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 0,1 mm/W liegt.Preferably, the metal halide lamp according to the preferred embodiment receives an input power of 35 W, the discharge space 24 has a capacity of about 30 .mu.l. The same advantages as described above can be achieved with metal halide lamps of other specifications if the amount of metal halide present in the discharge space 24 per volume unit, is set within the range of 0.006 to 0.01 mg / μl, and the distance L from the lowest position C of the inner surface of the discharge vessel 20a to the position A (or B) of the tip of the electrode 26A (or 26B ) as well as the input power P for the arc tube 16 be set so that the ratio L / P is selected to be within the range of 0.05 to 0.1 mm / W.

Die Menge an Metallhalogenid, die in dem Entladungsraum 24 pro Volumeneinheit eingeschlossen ist, wird bevorzugt auf einen wert innerhalb des Bereiches von 0,007 bis 0,009 mg/μl eingestellt. Das Verhältnis der Entfernung L zur Eingangsleistung P (L/P) wird bevorzugt so eingestellt, daß es innerhalb des Bereiches von 0,06 bis 0,09 mm/W liegt.The amount of metal halide present in the discharge space 24 per unit volume is preferably set within the range of 0.007 to 0.009 mg / μl. The ratio of the distance L to the input power P (L / P) is preferably set to be within the range of 0.06 to 0.09 mm / W.

Die Metallhalogenidlampe gemäß der bevorzugten Ausführungsform wurde so geschildert, daß sie die Lichtbogenröhre 16 in dem Entladungslampenkolben 10 bildet, der bei einem Fahrzeugscheinwerfer angebracht werden soll. Selbstverständlich kann die Metallhalogenidlampe auch bei anderen Anwendungen eingesetzt werden.The metal halide lamp according to the preferred embodiment has been described as comprising the arc tube 16 in the discharge lamp bulb 10 forms, which is to be attached to a vehicle headlight. Of course, the metal halide lamp can also be used in other applications.

Claims (7)

Metallhalogenidlampe, welche aufweist: einen Entladungsbehälter (20), der einen im Wesentlichen ellipsenförmigen Entladungsraum (20a) aufweist; ein Paar von Elektroden (26A, B), die in den Entladungsbehälter (20) eingebettet sind, wobei eine Spitze (A, B) jeder Elektrode in den Entladungsraum (20a) hin vorspringt; und wobei der Entladungsraum (20a) zumindest Quecksilber, ein Startergas und ein Metallhalogenid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Metallhalogenid, die pro Volumeneinheit des Entladungsraums eingeschlossen ist, in einem bestimmten Bereich liegt, der nicht größer ist als 0,01 mg/μl, wodurch ein Erlöschen der Metallhalogenidlampe verhindert wird, das Volumen des Entladungsraums zumindest 20 μl und nicht mehr als 50 μl beträgt, und dass das Verhältnis von L zu P innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 0,1 mm/W liegt, wobei L die Entfernung von der Spitze jeder der Elektroden zu einem Ort auf einer inneren Oberfläche des Entladungsbehälters ist, der in dessen unterstem Bereich in der Mitte zwischen engen Endabschnitten des Entladungsbehälters liegt, und P die Eingangsleistung der Metallhalogenidlampe ist.Metal halide lamp comprising: a discharge vessel ( 20 ) having a substantially elliptical discharge space ( 20a ) having; a pair of electrodes ( 26A , B) placed in the discharge vessel ( 20 embedded), wherein a tip (A, B) of each electrode in the discharge space ( 20a ) protrudes; and wherein the discharge space ( 20a ) contains at least mercury, a starter gas and a metal halide, characterized in that the amount of metal halide enclosed per unit volume of the discharge space is in a certain range which is not greater than 0.01 mg / μl, thereby extinguishing the Metal halide lamp is prevented, the volume of the discharge space is at least 20 ul and not more than 50 ul, and that the ratio of L to P within a range of 0.05 to 0.1 mm / W, where L is the distance from the top each of the electrodes is at a location on an inner surface of the discharge vessel, which is located in its lowest area in the middle between narrow end portions of the discharge vessel, and P is the input power of the metal halide lamp. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Metallhalogenid, die pro Volumeneinheit des Entladungsraums (20a) eingeschlossen ist, innerhalb eines Bereiches von 0,006 bis 0,01 mg/μl liegt.Metal halide lamp according to Claim 1, characterized in that the quantity of metal halide which is present per volume unit of the discharge space ( 20a ) is within a range of 0.006 to 0.01 mg / μl. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Metallhalogenid, die pro Volumeneinheit des Entladungsraums (20a) eingeschlossen ist, innerhalb eines Bereiches von 0,007 bis 0,009 mg/μl liegt.Metal halide lamp according to Claim 1, characterized in that the quantity of metal halide which is present per volume unit of the discharge space ( 20a ) is within a range of 0.007 to 0.009 mg / μl. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Quecksilber, die in dem Entladungsraum eingeschlossen ist, innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 1,0 mg liegt.Metal halide lamp according to Claim 1, characterized that the Amount of mercury trapped in the discharge space within the range of 0.5 to 1.0 mg. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhalogenid Natriumiodid und Scandiumiodid umfaßt.Metal halide lamp according to Claim 1, characterized that this Metal halide comprises sodium iodide and scandium iodide. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumiodid und das Scandiumiodid in einem Gewichtsverhältnis von 4:1 bis 7:3 gemischt sind.Metal halide lamp according to claim 5, characterized in that that this Sodium iodide and the scandium iodide in a weight ratio of 4: 1 until 7: 3 are mixed. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleistung der Metallhalogenidlampe 35 W beträgt.Metal halide lamp according to Claim 1, characterized that the Input power of the metal halide lamp 35 W is.
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